摘要：摘 要：模糊度整数解高效高成功率的固定算法是实现GNSS快速甚至实时精密定位的关键技术，而Ratio检验是判定最优模糊度整数解可靠性的技术指标之一. 为提高模糊度解算的可靠性和成功率，本文在基于选权拟合法求解模糊度的基础上，提出了一种提高模糊度解算成功率的新策

理论与探讨

一种提高模糊度解算成功率的新方法—优选拟合因子获取最大Ratio值

阳仁贵，魏蒙恩

(兰州资源环境职业技术大学黄河流域生态环境产教融合研究院, 兰州 730021)

摘 要：模糊度整数解高效高成功率的固定算法是实现GNSS快速甚至实时精密定位的关键技术，而Ratio检验是判定最优模糊度整数解可靠性的技术指标之一. 为提高模糊度解算的可靠性和成功率，本文在基于选权拟合法求解模糊度的基础上，提出了一种提高模糊度解算成功率的新策略，即利用优选选权拟合因子值来获取较大Ratio值，并选取最大的Ratio值对应的整数解为最可靠解. 理论分析和实验结果显示，该方法虽然会影响计算效率，但能显著地提高模糊度整数解固定的可靠性和成功率，实现双频观测短基线单历元模糊度解算成功率99.96%以上.新算法能促进精密的动态实时定位技术拓展应用.

关键词：GNSS相位模糊度；整数解；成功率；选权拟合因子；Ratio值

电力行业基于载噪比的卫星导航欺骗检测技术

田静，谭论语，张榆喻，杨馨，刘文祥

(国防科技大学电子科学学院, 长沙 410000)

摘 要：由于民用导航信号公开，易遭受到恶意欺骗和干扰，一旦电力行业授时系统遭到欺骗，国家电力系统将难以正常运行. 针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)面临恶意欺骗且现有反欺骗检测技术复杂度高难以广泛应用的现状，通过建立二元假设检验，提出了基于载噪比(carrier to noise ratio，CNR)的时间差分和星间差分欺骗检测方法. 由于欺骗信号CNR普遍高于真实信号，故将卫星信号的CNR进行时间差分来判断是否发生异常突变，以此来检测大功率欺骗信号. 另外，单一天线发射的欺骗信号CNR相同，而真实北斗卫星信号星间CNR存在差异，所以将不同卫星信号之间 CNR差值检测是否存在同一欺骗源发射的欺骗信号. 通过对实验平台采集的数据进行处理与分析，成功验证了基于CNR的时间差分和星间差分的欺骗检测算法.

关键词：电力行业；欺骗检测；载噪比(CNR)；差分；北斗卫星导航系统(BDS)

北斗三号新频点绝对信号码偏差性能对比评估

(1.山东大学空间科学与技术学院, 山东 威海 264209；2.中国科学院齐鲁空天信息研究院, 济南 250100)

摘 要：绝对信号偏差(observable-specific signal bias，OSB)作为一种新的码偏差类型，对提高北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)的定位精度具有重要意义. 本文基于多模GNSS实验(Multi-GNSS Experiment，MGEX)测站北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System，BDS-3)新频点组合B1C/B2a，对中国科学院(Chinese Academy of Sciences，CAS)、武汉大学(WuhanUniversity，WHU)发布的OSB产品的稳定性和定位性能进行分析. 研究发现，CAS的OSB产品稳定性普遍优于WHU产品，并会对定位性能产生影响. 使用CAS产品的精密单点定位(precisepoint positioning，PPP)实验，其伪距 、载波残差均优于WHU产品，并且其定位精度也略优于WHU产品. 并且使用OSB产品可以提升PPP收敛时间，能够更快速得到较高的定位精度，而且分析了OSB产品波动对定位性能的影响，发现CAS产品波动期间，其伪距、载波残差和定位性能均有下降.

关键词：北斗三号(BDS-3)；伪距定位；精密单点定位(PPP)；绝对信号偏差(OSB)；性能评估

基于单颗卫星的星基量子定位系统及其增强系统设计

丛爽，汪泳钦

(中国科学技术大学信息技术学院, 合肥 230027)

摘 要：基于卫星的量子定位系统的成本昂贵，甚至标准的6颗卫星减少到3颗卫星的量子定位系统都是很难实现的. 为了进一步减小所需要的卫星数量和量子定位系统的硬件成本，本文提出一种基于单颗卫星的星基量子定位系统及其增强系统，来进一步减小测距误差，提高定位精度. 基于单颗卫星的星基量子定位系统先通过卫星对地面目标进行瞄准捕获跟踪，获得卫星与地面目标之间往返的到达时间差、地面目标相对于卫星的方位角和俯仰角，求解出地面目标在卫星星上俯仰坐标系下的位置坐标，再进行坐标转换，从卫星星上俯仰坐标系转换到地心惯性系得到地面目标位置坐标. 在此基础上，分析了单颗卫星定位系统的卫星相关数据误差、测距链路延迟距离误差和地面接收端测量时间偏差，增强系统是通过在单颗卫星的星基量子定位系统的基础上，增加1个地面站，使得单颗卫星分别与地面站和地面目标建立各自的链路，测量2条链路之间的到达时间差，减小测距链路误差带来的影响，最终使得环境等因素对定位系统带来的误差达到cm级.

关键词：单颗卫星；量子定位系统；地面站；定位误差；测距链路

基于粒子滤波重采样的GNSS多路径修正方法

(1.北京城建勘测设计研究院有限责任公司, 杭州 310002；2.安徽理工大学空间信息与测绘工程学院, 安徽 淮南 232001)

摘 要：多路径是制约高精度卫星定位服务的重要因素之一，当前多路径模型中未能有效顾及噪声分布与处理时效性等问题. 本文提出了一种基于粒子滤波重采样的GNSS伪距多路径修正方法. 首先，利用原始伪距多路径序列构建粒子滤波初始化阶段状态空间模型；其次，顾及粒子更新过程噪声传递并预测下一时刻粒子群及其权重分布；最后，基于顾及卫星高度角的重采样技术更新多路径粒子，加权并滑动输出单历元多路径延迟量. 通过 MGEX 静态观测数据分析表明，本文提出的GNSS多路径修正方法分别可实现北斗卫星导航系(BeiDou NavigationSatellite System，BDS)、GPS、GLONASS与Galileo伪距多路径标准差(standard deviation，STD)降低59.2%、58%、61.7%与59.8%；精密单点定位(precise point positioning，PPP)精度在E、N与U方向分别提升了10.68%、11.95%与 26.13%；动态定位精度在E、N与U方向分别提升了5.9%、1.1%与53.4%. 因此，本文提出的修正方法在处理GNSS多路径对位置服务性能提升具有一定意义，并且对完善数据预处理模型具有重要作用.

关键词：GNSS；多路径效应；粒子滤波；重采样；观测噪声

基于RINEX4.0广播ERP参数的BDS星历误差实时补偿方法

张岩，周康，袁勇强

(武汉大学测绘学院, 武汉 430079)

摘 要：地球自转参数(earth rotation parameters，ERP)不仅对于地球参考框架的维持至关重要，而且对于卫星的精密轨道确定也具有重要意义. 2021年12月，国际GNSS服务组织(InternationalGNSS Service，IGS)发布了接收机独立交换(Receiver Independent Exchange，RINEX)4.00协议，首次在广播星历中包含了ERP参数. 本文利用 RINEX4.00格式的广播ERP，对星历误差进行补偿，提取2022—2023年的广播星历文件中的ERP数据记录，评估了GPS和北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou-3 Navigation Satellite System，BDS-3)广播ERP的精度. 针对重复和异常ERP提出了一种行之有效的数据编辑方法，并且采用IERSC04产品作为参考基准评估GPS和BDS-3广播ERP的精度：GPS广播ERP极移参数 、与日长变化参数相对于C04差值的均方根(rootmean square，RMS)分别为2.309 mAs、1.433 mAs和0.303 ms，而BDS-3的广播ERP相对于C04差值的RMS分别为2.769 mAs、1.748 mAs 和0.372 ms，后者与前者相比3个参数的差值RMS增大19.9%、22.0%、22.8%，精度较低. 在此基础上，本文研究了广播ERP误差与轨道旋转参数的相关性，并且设计了一种利用 GPS广播ERP的BDS-3星历误差实时补偿方案. 实验表明，该方案能够达到最终解C04产品补偿效果的40%~60%.

关键词：地球自转参数(ERP)；广播星历；精密星历；星历误差；精密定轨

UWB/MEMS IMU紧组合自适应抗差卡尔曼滤波定位算法研究

(1.太原科技大学车辆与交通工程学院, 太原 030024；2.卫星导航系统与装备技术国家重点实验室, 石家庄 050081；3.太原理工大学矿业工程学院, 太原 030024；4.西安邮电大学通信与信息工程学院, 西安 710121；5.中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094；6.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 大地测量与地球动力学国家重点实验室, 武汉 430077；7.中国科学院大学地球与行星科学学院, 北京 100049)

摘 要：针对超宽带(ultra wide band，UWB)和微机电系统(micro electro mechanical system，MEMS)惯性测量单(inertial measurement unit，IMU)紧组合滤波系统中，UWB测距信号存在较大的非视距(non line of sight，NLOS)误差及滤波系统异常，易造成噪声参数与真实噪声的概率分布严重不符，导致整个滤波系统发散甚至崩溃，严重影响紧组合系统性能的问题. 提出UWB/MEMSIMU紧组合自适应扩展卡尔曼滤波算法(adaptive restimation extended Kalman filtering，AREKF)，充分发挥惯性导航系统(inertial navigation system，INS)短时高精度特性，对UWB观测值进行异常探测，利用新息序列对观测噪声和预测状态误差协方差矩阵进行自适应调节，降低异常观测或NLOS误差的影响，有效防止滤波器过度收敛、发散、崩溃现象. 动态行人实验结果表明，UWB/MEMS IMU紧组合AREKF方法N和E方向均方根(root mean square，RMS)优于0.3 m，U方向RMS优于1.3 m，较UWB加权最小二乘法(weighted least squares，WLS)、UWB扩展卡尔曼滤波(extended Kalmanfilter，EKF)、UWB/MEMS IMU松组合EKF和UWB/MEMS IMU紧组合 EKF 有效提升了定位系统的精度、稳定性和可靠性.

关键词：室内定位；自适应扩展卡尔曼滤波(AREKF)；超宽带(UWB)；惯性测量单元(IMU)；非视距(NLOS) 误差；紧组合

基于闭合差校正的PDR定位轨迹优化方法研究

(1.重庆交通大学智慧城市学院, 重庆 400074；2.中国矿业大学环境与测绘学院, 江苏 徐州 221116；3.浙江德清知路导航研究院有限公司,浙江 德清 313200)

摘 要：针对目前行人航位推算(pedestrian dead reckoning，PDR)定位过程中存在累积误差，导致PDR定位轨迹存在较大偏移的问题，提出了一种基于闭合差校正的PDR定位轨迹优化方法，该方法利用PDR轨迹的闭合差对每一步的定位结果进行校正，从而整体优化PDR定位的轨迹，提高定位精度. 实验结果表明，基于闭合差校正的PDR定位轨迹整体上更接近实际轨迹，校正后的PDR平均定位误差减少0.283 4 m，在1 m以内的累积误差概率相较于校正之前提高了22%，有效提高了PDR 定位精度，定位轨迹得到进一步优化.

关键词：室内定位；行人航位推算；闭合差；累积误差；校正

卫星导航干扰源无人机定位观测路径规划方法

(1.南京航空航天大学自动化学院, 南京 211106；2.中国电波传播研究所, 山东 青岛 266107)

摘 要：本文面向单无人机干扰源搜寻系统中观测点配置需求，针对干扰源位置未知、测角设备存在盲区以及精度因子(dilution of precision，DOP)计算复杂问题，比较了不同DOP与误差分布的吻合性，提出合适的观测点配置方法辅助完成干扰源搜寻的工作. 交叉定位中观测点与干扰源的相对分布对定位结果存在影响，因此引入DOP来描述分布的优劣. 将合适的DOP作为规划指标，提出定步长方法、不定步方法、均匀方法提供监测观测点配置，对不同初始点分布时各方法的配置效果做出比较. 并针对上述3种方法的缺陷提出改进的配置算法，均通过仿真实验进行验证. 所提出的改进配置方法符合单无人机监测过程中顺序增加观测点的实际情况，即使在初始角度分布极差时也可达到与理想精度较为接近的精度，可满足监测定位工作的需求.

关键词：干扰源定位；精度因子(DOP)；路径规划；到达角方向定位；观测点配置

基于部分模糊度固定的GNSS高精度定位方法及地灾监测应用

(1.西安科技大学测绘科学与技术学院, 西安 710054；2.中国海洋大学海洋地球科学学院, 山东 青岛 266100；3.西安捷达测控有限公司, 西安 710100)

摘 要：针对GNSS在地质灾害监测过程中容易受到外界环境干扰、观测值质量较低的问题，采用依据卫星高度角选择模糊度子集的方式实现部分模糊度固定(partial ambiguity resolution，PAR)算法，使用快速静态模式对地灾监测数据进行处理，并与全模糊度固定(full ambiguity resolution，FAR)算法对比，从不同时长解算的时效性、模糊度固定率、Ratio等方面进行分析. 结果表明，部分模糊度固定能有效改善固定率，提高Ratio值. 两种固定策略的解算结果在精度上十分接近，并在水平方向精度都优于5 mm，垂直方向精度优于10 mm. 部分模糊度固定能有效提高GNSS技术在地质灾害监测领域的可用性.

关键词：GNSS；部分模糊度固定；定位精度；时效性；地灾监测

TEXBAT场景下导航欺骗信号特征分析

奚玲，谷旭冉，王毅

(郑州航空工业管理学院电子信息学院, 郑州 450046)

摘 要：空间位置信息是构建人类生存范围的基本信息，GNSS系统提供的定位信息是空间位置信息最直接的来源，其准确性、安全性、真实性显得尤其重要. 导航欺骗干扰是指故意地、有目的地发射虚假卫星信号，使接收机解算出错误的位置. 基于信号特征检测方法，利用欺骗信号和真实信号的特征差异可帮助接收机判断信号是否真实. 为深入了解欺骗信号和真实信号的差别，本文以美国得克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin，UT)无线电导航实验室提供的 TEXBAT(Texas Spoofing Test Battery)为基础，对接收机跟踪过程中的信号特征进行了深入分析，为欺骗检测算法研究提供基础. 研究表明：对于通过功率牵引获得接收机控制权的欺骗干扰，在功率特征、载波相位特征以及伪码相位特征上都有明显的区别于真实信号的特征，可以用作欺骗检测的有效检测特征.

关键词：导航欺骗干扰；信号特征分析；载波跟踪；码跟踪；载波相位；码相位

技术报告与应用

低成本GNSS对流层水汽变化监测

(1.华东师范大学地理科学学院，上海 200241；2.武汉大学 国家卫星定位系统工程技术研究中心，武汉 430072)

摘 要：当前，利用GNSS反演大气可降水量(precipitable water vapor，PWV)主要依赖于地面观测站，考虑到成本限制，无法实现密集部署. 低成本双频接收机的出现使得利用 GNSS密集监测对流层水汽变化成为可能，为了进一步提高低成本设备探测PWV的精度，本文基于精密单点定位(precise point positioning，PPP) 技 术，对 比 了 低 成 本 双 频 接收机u-blox单系统GPS与GPS+BDS+GLONASS+Galileo 4个系统融合下估计天顶对流层延迟 (zenith tropospheric delay，ZTD)的精度，通过第五代全球气候再分析数据集 (ERA5)验证低成本设备的GNSS PWV 精度，并分析降雨前后PWV的变化过程. 实验结果显示，低成本u-blox模块在估计ZTD方面能够达到与天宝大地测量型接收机相当的质量水平，多系统融合相比单系统获取到的ZTD序列更加稳定、准确，ZTD精度在平均绝对误差(mean absolute error，MAE)和均方根误差(root mean square error，RMSE)上分别提升28%和 30%. 与ERA5数据计算得到的PWV相比，低成本设备的MAE 和RMSE分别为2.81 mm和3.72 mm，而天宝接收机的相应值分别为2.31 mm和3.04 mm，低成本设备的PWV反演精度略低于天宝接收机. 尽管如此，在降雨期间，低成本设备仍能有效地反映PWV与实际降雨量之间的变化关系，满足天气预报等气象应用的需求. 以上分析结果表明，低成本消费级GNSS接收机在规模化密集监测对流层水汽变化方面具有巨大的应用潜力.

关键词：GNSS；大气可降水量(PWV)；低成本；精密单点定位(PPP)；对流层延迟

顾及海拔影响的GNSS水汽反演及时空变化规律分析

王航

(中铁第一勘察设计院集团有限公司, 西安 710043)

摘 要：本文旨在探究研究区域内海拔对GNSS反演大气可降水量(precipitable water vapor，PWV)精度及其时空变化规律的影响. 研究通过对比分析GNSS反演的PWV数据与探空站和第五代再分析资料(ERA5)数据，并结合奇异谱分析与快速傅里叶变换(fast fourier transform，FFT)，系统评估了研究区域内不同海拔区域的PWV反演精度，探讨了海拔对PWV时空分布的综合影响. 结果显示：研究区域内GNSS反演的PWV在各海拔区域均表现出较高的可靠性，尤其与探空站数据的吻合度优于ERA5，且在高海拔地区表现出更为稳定的精度. 研究揭示了研究区域内PWV的显著变化趋势，2011—2020年间，PWV呈现出非线性上升趋势，平均增速为0.12 mm/a，特别是在2015—2017年间增长显著加速. PWV具有明显的周年、半周年和1/3年周期变化，振幅分别为8 mm、2.2 mm和0.7 mm. 分析了研究区域内不同海拔区域PWV的规律，高海拔区域的年周期影响更为显著，低海拔区域则以长期趋势为主导，季节性变化在高海拔地区尤为突出. 空间上，东南部低海拔区域的PWV值最高，而西南部高海拔区域则最低，反映出地形地势对PWV分布的显著影响. 研究为高海拔地区的PWV反演模型优化提供了科学依据，并为理解区域气候变化及其机制提供了新的视角.

关键词：GNSS；大气可降水量(PWV)；海拔；时空规律

普适性北斗用于城市地面沉降实时监测研究

(1.长安大学地质工程与测绘学院, 西安 710054；2.自然资源部陕西西安地裂缝与地面沉降野外科学观测研究站, 西安 710054；3.陕西省地质环境监测总站(陕西省地质灾害中心), 西安 710054)

摘 要：在当今城市化迅速发展的背景下，地面沉降等问题对城市的稳定运行和居民生活产生了重要影响，加强对地面沉降的监测能够有效促进防治措施的实施，并降低相关的经济损失. 随着我国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)的不断发展，该系统在我国的各领域中发挥重要作用. 本文结合普适性BDS接收机、GAMIT/GLOBK高精度定位软件设计了城市地面沉降实时监测网络. 以西安市作为实验区域建立了城市地面实时沉降监测网，结果显示BDS在水平方向监测精度可达3 mm，高程方向监测精度可达10 mm，通过与GPS 监测结果相比，BDS在东、北、高程方向的差值均在3 mm之内. 实验证明：普适性北斗在城市地面沉降监测中充分利用其定位精度和实时性等特点，有助于提升城市的风险应对能力，实现更加安全、稳定和可持续的城市发展.

关键词：地面沉降监测；北斗卫星导航系统(BDS)；GAMIT/GLOBK；实时监测网络；普适性 BDS接收机

约束双差整周模糊度的GNSS单差载波相位时间比对方法

(1.中南大学电子信息学院, 长沙 410004；2.湖南开放大学智能制造学院, 长沙 410004)

摘 要：GNSS时间比对是目前应用最为广泛的时间比对方法. 虽然GNSS单差载波相位时间比对技术的性能会随着基线长度的增加而恶化，但是在短基线条件下该技术在时间比对精度和收敛时间方面仍具有明显的优势. 传统GNSS单差载波相位时间比对技术需要使用双频观测值完成单差模糊度的固定，为了能够在仅使用单频观测值的条件下实现高精度的时间比对，本文提出了约束双差整周模糊度的GNSS单差载波相位时间比对方法. 该方法通过约束双差整周模糊度减小待估计参数的维度，进而提高单差模糊度浮点解的估计精度. 实测结果表明，本文所提方法的时间比对精度可达到0.03 ns，并且能够在100 s左右使时间比对误差收敛到0.2 ns 以内，适合近距离条件下要求高精度快速时间同步的应用领域.

关键词：卫星导航；时间比对；单差载波相位；双差整周模糊度；短基线

综述

GPS导航战综述：进展与启示

(1.航天工程大学航天信息学院，北京 101416；2.空间目标感知全国重点实验室，北京 101416；3.智慧地球重点实验室，北京 100094；4.北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094)

摘 要：在信息化时代背景下，卫星导航系统已经成为现代化战争不可或缺的重要组成部分.本文分析了美国首先提出的导航战概念，并论述了导航战技术进展、技术能力、内容实例以及进攻和防守措施.GPS导航战理论对中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)建设发展具有一定参考和启示意义，应该有针对性地对空间段、地面段和用户段加固方法进行研究，建立多种导航方式协同使用和结合机制，提高定位、导航和授时(positioning, navigationand timing，PNT)体系的可靠性、连续性、灵活性、安全性、坚韧性和覆盖性，树立国家总体太空发展观，统筹协调和统一指挥各方力量，为大航天时代发展提供战略支点.

关键词：GPS导航战；PNT 体系；欺骗干扰；压制干扰；功率增强

初审：杨瑞芳

复审：宋启凡

终审：金 君

资讯

来源：测绘学报